JP6427456B2 - Unshaped refractory composition and unshaped refractory - Google Patents
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Description
本発明は、不定形耐火組成物、及び不定形耐火物に関する。 The present invention relates to a monolithic refractory composition and a monolithic refractory.
従来、ロータリーキルン炉等の廃棄物焼却炉の内壁には、容易に流し込み施工を行うことが可能であり、耐火物コストを節減できる等の理由から、不定形耐火物の内張りが行われている。 Heretofore, it has been possible to easily pour and construct on the inner wall of a waste incinerator such as a rotary kiln furnace, and for the reason that the cost of the refractory can be reduced, the lining of a monolithic refractory is performed.
前記ロータリーキルン炉内で多量の廃プラスチックや塗料滓等の焼却物を焼却すると、炉内温度が一時的に１，５００℃〜１，６００℃に達することがあり、前記焼却物は溶融して、高温の溶融物となる。この状態で、前記ロータリーキルン炉内に施工されている不定形耐火物と前記溶融物が接触すると、前記不定形耐火物が大きく浸透及び溶損してしまい、不定形耐火物の寿命が短くなるという問題がある。
そこで、前記不定形耐火物の寿命を延ばす方法として、例えば、不定形耐火物中のクロミアの含有率を上げる（特許文献１参照）、不定形耐火物中のアルミナの割合を増やしシリカの割合を下げる（特許文献２参照）等により前記不定形耐火物全体の化学組成成分の共融点を上げる方法などが提案されている。
しかしながら、これらの提案の技術では、いずれも、不定形耐火物中のアルミナ、シリカ、クロミア、及びジルコニアの化学組成が適正化されておらず、耐浸透性を有し、かつ耐溶損性に優れるものではなかった。
When a large amount of waste plastic or paint waste is incinerated in the rotary kiln, the temperature in the furnace may temporarily reach 1,500 ° C. to 1,600 ° C., and the incineration melts, It becomes a high temperature melt. In this state, if the molten material comes in contact with the monolithic refractory installed in the rotary kiln, the monolithic refractory penetrates and melts largely, and the life of the monolithic refractory becomes short. There is.
Therefore, as a method of extending the life of the monolithic refractory, for example, the content of chromia in the monolithic refractory is increased (see Patent Document 1), the proportion of alumina in the monolithic refractory is increased, and the proportion of silica is increased. A method of raising the eutectic point of the chemical composition component of the whole of the above-mentioned monolithic refractory has been proposed by lowering (see Patent Document 2) and the like.
However, in these proposed techniques, the chemical compositions of alumina, silica, chromia, and zirconia in the monolithic refractories are not optimized, and have penetration resistance and excellent corrosion resistance. It was not a thing.
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、耐浸透性及び耐溶損性を両立することができ、特にロータリーキルン炉等の廃棄物焼却炉に好適に用いられる、不定形耐火組成物、及び不定形耐火物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art and to achieve the following objects. That is, the present invention is to provide a monolithic refractory composition and a monolithic refractory which can achieve both penetration resistance and erosion resistance, and are suitably used particularly for waste incinerators such as rotary kiln furnaces. With the goal.
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 化学組成で、アルミナ７８質量％以上８３質量％以下、シリカ３質量％以上７質量％以下、クロミア８質量％以上１２質量％以下、及びジルコニア２質量％以上４質量％以下を含有する不定形耐火組成物であって、前記アルミナとしては、アルミナ含有量が９９質量％以上のアルミナ粒子を含むことを特徴とする不定形耐火組成物である。
＜２＞ 前記ジルコニアの原料が、ジルコンである前記＜１＞に記載の不定形耐火組成物である。
＜３＞ 前記アルミナ及び前記シリカの原料が、電融ムライトである前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の不定形耐火組成物。
＜４＞ 前記電融ムライトの添加量が、１質量％以上２９質量％以下である前記＜３＞に記載の不定形耐火組成物である。
＜５＞ 前記クロミアが、粉末の状態で添加される前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の不定形耐火組成物である。
＜６＞ 前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の不定形耐火組成物を、混練し、成形後、焼成してなることを特徴とする不定形耐火物である。
＜７＞ 廃棄物焼却炉用である前記＜６＞に記載の不定形耐火物である。
The means for solving the problems are as follows. That is,
<1> Chemical composition containing 78% by mass to 83% by mass of alumina, 3% by mass to 7% by mass of silica, 8% by mass to 12% by mass of chromia, and 2% to 4% by mass of zirconia A monolithic refractory composition, wherein the alumina contains alumina particles having an alumina content of 99% by mass or more.
<2> The monolithic refractory composition according to <1>, wherein the raw material of the zirconia is zircon.
<3> The monolithic refractory composition according to any one of <1> to <2>, wherein the raw material of the alumina and the silica is electrofused mullite.
<4> The monolithic refractory composition according to <3>, wherein the addition amount of the electrofused mullite is 1% by mass or more and 29% by mass or less.
<5> The monolithic refractory composition according to any one of <1> to <4>, wherein the chromia is added in the form of powder.
<6> A monolithic refractory characterized in that the monolithic refractory composition according to any one of <1> to <5> is kneaded, shaped, and fired.
<7> The monolithic refractory according to <6>, which is for a waste incinerator.
本発明によると、従来における問題を解決することができ、耐浸透性及び耐溶損性を両立することができ、特にロータリーキルン炉等の廃棄物焼却炉に好適に用いられる、不定形耐火組成物、及び不定形耐火物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to solve the problems in the prior art, to achieve both penetration resistance and erosion resistance, and in particular, to a monolithic refractory composition suitably used for waste incinerators such as rotary kiln furnaces, And monolithic refractories can be provided.
（不定形耐火組成物）
本発明の不定形耐火組成物は、化学組成として、アルミナ、シリカ、クロミア、及びジルコニアを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
ここで、不定形耐火組成物とは、前記成分の混合物であって、粒子の平均粒径が１ｍｍ以下の形態を有する。
(Amorphous refractory composition)
The monolithic refractory composition of the present invention contains, as a chemical composition, alumina, silica, chromia and zirconia, and further contains other components as required.
Here, the monolithic refractory composition is a mixture of the components described above, and has a form in which the average particle diameter of the particles is 1 mm or less.
＜アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）＞
前記アルミナは、化学組成として、前記不定形耐火組成物に７８質量％以上８３質量％以下含有されており、７８質量％以上８１質量％以下含有されていることが好ましい。前記含有量が７８質量％未満であると、耐溶損性が劣る可能性があり、８３質量％を超えると、他の成分の含有量を少なくせざるを得なくなる結果、耐浸透性及び耐溶損性が劣る可能性がある。
前記アルミナの化学組成としての含有量は、例えば、前記不定形耐火物を粉砕後、均一なペレット状に成型し、蛍光Ｘ線分析装置により測定することができる。
前記アルミナの原料としては、平均粒径５ｍｍ以下のアルミナ粒子を用いることができ、例えば、アルミナ９９質量％以上のアルミナ骨材を前記平均粒径の範囲に粉砕したアルミナ粒子が使用できる。この場合の前記アルミナ粒子は、組成中のアルミナ含有量に対して前記アルミナ粒子による比率が５０％以上であることが好ましい。その他のアルミナ原料としては、電融ムライトを使用することが好ましい。
<Alumina (Al 2 O 3 )>
The alumina is contained in an amount of 78% by mass or more and 83% by mass or less and preferably 78% by mass or more and 81% by mass or less as the chemical composition. If the content is less than 78% by mass, the corrosion resistance may be poor, and if it exceeds 83% by mass, the contents of other components have to be reduced, so that the permeation resistance and the dissolution resistance The sex may be inferior.
The content of the alumina as a chemical composition can be measured, for example, by crushing the above-mentioned monolithic refractory, forming it into a uniform pellet, and measuring it with a fluorescent X-ray analyzer.
As a raw material of the said alumina, the alumina particle of 5 mm or less of average particle diameter can be used, for example, the alumina particle which grind | pulverized the alumina aggregate of 99 mass% or more of aluminas in the range of the said average particle diameter can be used. The alumina particles in this case preferably have a ratio of 50% or more to the alumina content in the composition. It is preferable to use electrofused mullite as another alumina raw material.
＜＜アルミナ骨材＞＞
前記アルミナ骨材とは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を９９質量％以上含む骨材をいう。前記アルミナ骨材を材料に用いる利点としては、骨材による化学反応時の発熱の抑制、及び収縮の抑制をすることができ、ひび割れなどを制御することができる利点がある。
前記アルミナ骨材としては、破砕して製造されたものを含まない表面が比較的滑らかな粒子状の骨材であって、例えば、Ａｌ２Ｏ３；９９質量％以上とその他工業的に含まれる不可避的な不純物からなる高純度のアルミナ骨材などが挙げられる。
<< Alumina aggregate >>
Wherein the alumina aggregate, alumina (Al 2 O 3) refers to the aggregate comprising more than 99 wt%. As an advantage of using the alumina aggregate as a material, it is possible to suppress heat generation and contraction during chemical reaction by the aggregate, and to control cracks and the like.
The above-mentioned alumina aggregate is a particulate aggregate having a relatively smooth surface, which does not include those produced by crushing, and it is industrially included, for example, Al 2 O 3 ; 99% by mass or more. The high purity alumina aggregate etc. which consist of unavoidable impurities etc. are mentioned.
前記アルミナ骨材の製造方法としては、特に制限されないが、前記含有量となるように調合された原料をアーク電気炉などで溶解し出湯時に高速のエアー等で細粒化する方法（以下、「溶融法」と称することがある）や調整された原料を噴霧粒子化し、焼結する方法、などが具体的な製造方法として挙げられる。これらの中でも、前記溶融法は、製造コストの面で有利であるため好ましい。また、前記溶融法で得られたアルミナ骨材は、焼結クリンカーまたは電融クリンカーの塊から破砕により得られたアルミナ骨材より、耐熱性に優れるため好ましい。これは、前記溶融法で得られたアルミナ骨材粒子が、粒子表面に凹凸がほとんどなく、球形に近い滑らかな表面を有するのに対して、上記の破砕により得られたアルミナ骨材は、表面に破砕により生成した凹凸が多くあるため、反応性が高くなっているために耐熱性が低下するためと考えられる。 The method for producing the alumina aggregate is not particularly limited, but a raw material prepared to have the above content is dissolved in an arc electric furnace or the like and finely granulated with high speed air or the like at the time of pouring (hereinafter referred to as “ Specific examples of the production method include a method of “melting method” and a method of atomizing and sintering the prepared raw material and sintering. Among these, the melting method is preferable because it is advantageous in terms of manufacturing cost. Further, the alumina aggregate obtained by the melting method is preferable because it is superior in heat resistance to the alumina aggregate obtained by crushing from a lump of sintered clinker or electrofusion clinker. This is because the alumina aggregate particles obtained by the above-mentioned melting method have a smooth surface having almost no unevenness on the particle surface and having a nearly spherical shape, whereas the alumina aggregate obtained by the above-mentioned crushing has a surface It is considered that the heat resistance is lowered because the reactivity is high because there are many irregularities generated by crushing.
また、前記溶融法と同等の利点をもつものとして造粒法で作られたアルミナ骨材もある。前記造粒法とは、前記含有量となるように調整された粉末原料を混合して、顆粒を成形し、焼成して骨材を作る方法をいう。ただし、前記造粒法が原料の調整後に骨材となるのに顆粒の成形と焼成の二段階の工程を要するのに対し、前記溶融法は原料の調整後に一つの工程で骨材となるため、コストの面では前記溶融法が望ましい。
前記製造方法として前記溶融法を採用する場合、調整済みの原料を溶解する溶融炉の形式としては、特に制限されないが、バーナー、電気抵抗、アーク、コークス等の加熱形式によるものが挙げられる。特に、アーク形式では、比較的容易に高温が得られ、溶融物の均質性も高く、しかも炉の設備が簡単で操作性に優れるなどの利点があるため好ましい。
There is also an alumina aggregate made by granulation as having the same advantages as the melting method. The said granulation method mixes the powder raw material adjusted so that it may become the said content, shape | molds a granule, and says the method of baking to make an aggregate. However, while the granulation method requires two steps of forming and firing of granules to become an aggregate after adjusting the raw material, the melting method becomes an aggregate in one step after adjusting the raw material In terms of cost, the melting method is desirable.
When the melting method is adopted as the manufacturing method, the type of melting furnace for melting the adjusted raw material is not particularly limited, but may be a heating type such as a burner, electric resistance, arc or coke. In particular, the arc type is preferable because high temperatures can be obtained relatively easily, the homogeneity of the melt is also high, and furthermore, the equipment of the furnace is simple and the operability is excellent.
前記アルミナ骨材の平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。前記平均粒径の測定方法は、例えば、サンプルをスケール等を用いて目視にて測定する方法などが挙げられる。
前記アルミナ骨材は、原料として、前記不定形耐火組成物全体に対して６０質量％以上７０質量％以下で添加することが好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as an average particle diameter of the said alumina aggregate, Although it can select suitably according to the objective, 0.1 mm or more and 1.0 mm or less are preferable. Examples of the method of measuring the average particle diameter include a method of visually measuring a sample using a scale or the like.
It is preferable to add the said alumina aggregate by 60 mass% or more and 70 mass% or less with respect to the said monolithic refractory composition whole as a raw material.
＜＜電融ムライト＞＞
前記電融ムライトとは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）と、シリカ（ＳｉＯ２）とを含有する材料である。前記アルミナと前記シリカとの含有割合は、アルミナ７２質量％と、シリカ２８質量％とからなるものである。
前記電融ムライトに含まれる前記シリカは、共融点を低くしてしまうが、外来成分の混入を防ぐことができる。
前記電融ムライトは、原料として、前記不定形耐火組成物に、１質量％以上２９質量％以下添加することが好ましい。
<< 電 ラ イ ト >>>>
The electrofused mullite is a material containing alumina (Al 2 O 3 ) and silica (SiO 2 ). The content ratio of the alumina and the silica is 72% by mass of alumina and 28% by mass of silica.
Although the silica contained in the electrofused mullite lowers the eutectic point, it is possible to prevent the contamination of extraneous components.
The electrofused mullite is preferably added as a raw material to the monolithic refractory composition at 1% by mass or more and 29% by mass or less.
＜シリカ（ＳｉＯ２）＞
前記シリカは、化学組成として、前記不定形耐火組成物に３質量％以上７質量％以下含有されており、５質量％以上７質量％以下含有されていることが好ましい。前記含有量が３質量％未満であると、耐浸透性が劣る可能性があり、７質量％を超えると、他の成分の含有量を少なくせざるを得なくなる結果、耐溶損性が劣る可能性がある。
前記シリカの化学組成としての含有量は、前記アルミナの化学組成としての含有量と同様の方法により測定することができる。
前記シリカの原料としては、シリカを単体で用いてもよいが、前記電融ムライト、及び後述するジルコンを用いることが好ましい。前記電融ムライトを用いた場合は、耐浸透性と耐溶損性を両立させることができる。また、前記ジルコンを用いた場合は、高温時に前記ジルコンに含有されるシリカが溶け出した際に、アルミナと共にムライトを形成するので、前記電融ムライトを用いなくても、前記電融ムライトを用いた場合に近い耐浸透性及び耐溶損性を得ることができる。
<Silica (SiO 2 )>
The silica is contained in an amount of 3% by mass to 7% by mass and preferably 5% by mass to 7% by mass as the chemical composition. If the content is less than 3% by mass, permeation resistance may be poor, and if it exceeds 7% by mass, the contents of other components have to be reduced, so that the corrosion resistance may be poor. There is sex.
The content of the silica as a chemical composition can be measured by the same method as the content of the alumina as a chemical composition.
As a raw material of the said silica, although you may use a silica alone, it is preferable to use the said electrofusion mullite and the zircon mentioned later. When the electrofused mullite is used, both penetration resistance and erosion resistance can be achieved. When the zircon is used, the mullite is formed together with the alumina when the silica contained in the zircon dissolves at high temperatures, so the electrofusion mullite can be used even without using the electrofusion mullite. It is possible to obtain penetration resistance and erosion resistance close to those of the case of
＜クロミア（Ｃｒ２Ｏ３）＞
前記クロミアは、化学組成として、前記不定形耐火組成物に８質量％以上１２質量％以下含有されている。前記クロミアの含有量が８質量％よりも少ないと、耐溶損性が低下する可能性があり、１３質量％を超えると、施工性が悪化する可能性がある。
前記クロミアの化学組成としての含有量は、前記アルミナの化学組成としての含有量と同様の方法により測定することができる。
前記クロミアの原料としては、クロミアを単体で添加することが好ましく、粉末の状態で添加することがより好ましい。前記クロミアを粉体の状態で添加することにより、不定形耐火物の施工性が向上するという利点がある。なお、前記クロミアを前記粉末以外の例えばクロミア含有骨材などを用いて含有させると、耐衝撃性及び耐浸透性に劣り、可動式の炉において使用に耐えない虞がある。
前記クロミアの平均粒径は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１ｍｍ以下が好ましく、１．０μｍ以上０．１ｍｍ以下がより好ましい。前記平均粒径の測定方法は、例えば、粒度分析装置を用いて測定することができる。
<Chromia (Cr 2 O 3 )>
The chromia is contained in an amount of 8% by mass or more and 12% by mass or less as the chemical composition in the monolithic refractory composition. When the content of the chromia is less than 8% by mass, the erosion resistance may decrease, and when it exceeds 13% by mass, the workability may be deteriorated.
The content as the chemical composition of the chromia can be measured by the same method as the content as the chemical composition of the alumina.
As a raw material of the said chromia, it is preferable to add chromia alone, and it is more preferable to add in the state of powder. By adding the chromia in the form of powder, there is an advantage that the workability of the monolithic refractory is improved. If the chromia is contained using, for example, a chromia-containing aggregate other than the powder, the chromia may be inferior in impact resistance and permeation resistance, and may not be usable in a movable furnace.
The average particle diameter of the chromia is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 0.1 mm or less, and more preferably 1.0 μm or more and 0.1 mm or less. The measuring method of the said average particle diameter can be measured, for example using a particle size analyzer.
＜ジルコニア（ＺｒＯ２）＞
前記ジルコニアは、化学組成として、前記不定形耐火組成物に２質量％以上４質量％以下含有されている。
前記ジルコニアの含有量が２質量％よりも少ないと、耐溶損性が劣る可能性があり、４質量％を超えると、前記ジルコニアの代わりに他の成分の含有量を少なくせざるを得なくなる結果、耐浸透性及び耐溶損性が劣る可能性がある。
前記ジルコニアの化学組成としての含有量は、前記アルミナの化学組成としての含有量と同様の方法により測定することができる。
<Zirconia (ZrO 2 )>
The zirconia is contained in an amount of 2% by mass or more and 4% by mass or less as the chemical composition in the monolithic refractory composition.
If the content of the zirconia is less than 2% by mass, the erosion resistance may be poor, and if it exceeds 4% by mass, the content of other components must be reduced instead of the zirconia. And permeation resistance and erosion resistance may be inferior.
The content of the zirconia as the chemical composition can be measured by the same method as the content of the alumina as the chemical composition.
前記ジルコニアの原料としては、ジルコン、及びバデライトの少なくともいずれかを用いることが好ましく、耐溶損性の点から、ジルコンがより好ましい。
前記ジルコン（ＺｒＯ２・ＳｉＯ２）とは、火成岩（特に花崗岩）中に微小な結晶として広く産するジルコン鉱石を示している。
前記バデライトとは、前記ジルコニアの含有率が約９５質量％以上９６質量％以下程度含まれているバデライト鉱石のことを示している。
前記ジルコンとしては、前記不定形耐火組成物の原料として、３質量％以上５質量％以下含有されるのが好ましい。前記バデライトとしては、前記不定形耐火組成物の原料として、２質量％以上４質量％以下含有されるのが好ましい。
As a raw material of the said zirconia, it is preferable to use at least any one of zircon and badderite, and zircon is more preferable from the point of corrosion resistance.
The zircon (ZrO 2 · SiO 2 ) refers to zircon ore widely produced as fine crystals in igneous rock (especially granite).
The term “baderite” refers to baderite ore containing about 95% by mass to 96% by mass of the content of zirconia.
The zircon is preferably contained in an amount of 3% by mass to 5% by mass as a raw material of the monolithic refractory composition. It is preferable to contain 2 mass% or more and 4 mass% or less as said raw material of the said monolithic fireproof composition as said badderite.
＜＜その他の成分＞＞
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、結合剤、分散剤などが挙げられる。
<< Other ingredients >>
There is no restriction | limiting in particular as said other component, According to the objective, it can select suitably, For example, a binder, a dispersing agent, etc. are mentioned.
＜＜＜結合剤＞＞＞
前記結合剤としては、例えば、アルミナセメント、マグネシアセメント、ポルトランドセメント、水硬性アルミナ、オキシカルボン酸アルミニウム、リン酸塩、ケイ酸塩、シリカゾル、フェノール樹脂などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。前記結合剤の添加量は、不定形耐火組成物１００質量％に対して、１質量％〜１５質量％が好ましい。
<<< Binder >>>
Examples of the binder include alumina cement, magnesia cement, portland cement, hydraulic alumina, aluminum oxycarboxylate, phosphate, silicate, silica sol, and phenol resin. These may be used alone or in combination of two or more. The addition amount of the binder is preferably 1% by mass to 15% by mass with respect to 100% by mass of the monolithic refractory composition.
＜＜＜分散剤＞＞＞
前記分散剤は、不定形耐火物を施工時の流動性を付与する効果を有している。前記分散剤としては、例えば、トリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、酸性ヘキサメタリン酸ソーダ、ウルトラポリリン酸ソーダ、クエン酸ソーダ、ホウ酸ソーダ、酒石酸ソーダ、カルボキシル基含有ポリエーテル、ポリアクリル酸ソーダ、ポリカルボン酸ソーダ、スルホン酸ソーダ、リグニンスルホン酸ソーダなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
<<<Dispersant>>
The said dispersing agent has the effect of providing fluidity | liquidity at the time of construction of a monolithic refractory. Examples of the dispersant include sodium tripolyphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium acid hexametaphosphate, sodium ultrapolyphosphate, sodium citrate, sodium borate, sodium tartrate, carboxyl group-containing polyether, sodium polyacrylate, and polycarboxylic acid. Examples include sodium acid, sodium sulfonate and sodium lignin sulfonate. These may be used alone or in combination of two or more.
前記不定形耐火組成物には、更に必要に応じて、硬化調整剤、乳酸アルミニウム、有機繊維、金属、ガラス等を添加してもよい。 A hardening regulator, aluminum lactate, organic fiber, metal, glass and the like may be further added to the above-described monolithic refractory composition, if necessary.
（不定形耐火物）
本発明の不定形耐火物は、前記不定形耐火組成物を構成する原料を混練し、成形後、焼成して得られる。また、前記不定形耐火物を廃棄物焼却炉の内部に形成する際には、例えば、前記不定形耐火組成物を構成する各原料を混練し、前記廃棄物焼却炉内に流し込んで成形後、焼成することで形成される。なお、前記不定形耐火物を構成する各原料は、加水して混練してもよい。
具体的には、施工には前記不定形耐火組成物に、水を添加して混練して、型枠を用いて流し込み施工する。流し込みの際には振動を付与して充填を図ることが好ましい。施工後は養生・乾燥を行う。前記施工は炉に直接流し込み施工する他、別場所で型枠に流し込み施工して得たプレモールド品を用いたプレモールド法により内張りしてもよい。
なお、本発明の不定形耐火物は、前記廃棄物焼却炉の中でも、特に、ロータリーキルン炉に好適に用いることができる。
(Unshaped refractory)
The monolithic refractory of the present invention is obtained by kneading, forming, and firing the raw materials constituting the monolithic refractory composition. Moreover, when forming the said monolithic refractory in the inside of a waste incinerator, for example, each raw material which comprises the said monolithic refractory composition is knead | mixed, It pours in in the said waste incinerator, and is formed, It is formed by firing. In addition, each raw material which comprises the said monolithic refractory may be hydrolyzed and knead | mixed.
Specifically, water is added to the above-described monolithic refractory composition for construction, and the mixture is kneaded, and cast and construction is performed using a mold. At the time of pouring, it is preferable to impart vibration to achieve filling. After construction, cure and dry. The construction may be performed by direct casting into a furnace, or lining by a pre-molding method using a pre-molded article obtained by casting into a mold at another place.
Among the waste incinerators, the monolithic refractory of the present invention can be suitably used particularly for a rotary kiln furnace.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、電融ムライト、ジルコン、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
Example 1
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, 99 mass% alumina aggregate, electrofused mullite, zircon, silica, chromia and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) The mixture was mixed to obtain an amorphous refractory composition having a chemical composition shown in Table 2.
（実施例２）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、電融ムライト、バデライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Example 2)
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, 99 mass% alumina aggregate, electrofused mullite, baddelite, silica, chromia and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) The mixture was mixed to obtain an amorphous refractory composition having a chemical composition shown in Table 2.
（実施例３）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、バデライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Example 3)
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, 99 mass% alumina aggregate, baddelite, silica, chromia and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.), An amorphous refractory composition having a chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（実施例４）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、ジルコン、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Example 4)
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, 99 mass% alumina aggregate, zircon, silica, chromia, and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.), An amorphous refractory composition having a chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例１）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、焼結ムライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative example 1)
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, 99 mass% alumina aggregate, sintered mullite, silica, chromia and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) Then, an amorphous refractory composition having a chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例２）
表１に示す化学組成の原料のうち、８０質量％アルミナ骨材、焼結ムライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative example 2)
Among the raw materials having the chemical compositions shown in Table 1, 80 mass% alumina aggregate, sintered mullite, silica, chromia and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) Then, an amorphous refractory composition having a chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例３）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、焼結ムライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative example 3)
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, 99 mass% alumina aggregate, sintered mullite, silica, chromia and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) Then, an amorphous refractory composition having a chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例４）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、焼結ムライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative example 4)
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, 99 mass% alumina aggregate, sintered mullite, silica, chromia and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) Then, an amorphous refractory composition having a chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例５）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、焼結ムライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative example 5)
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, 99 mass% alumina aggregate, sintered mullite, silica, chromia and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) Then, an amorphous refractory composition having a chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例６）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative example 6)
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, 99% by mass of alumina aggregate, silica, chromia and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.), Table 2 An amorphous refractory composition of the chemical composition shown in
（比較例７）
表１に示す化学組成の原料のうち、９９質量％アルミナ骨材、電融ムライト、シリカ、クロミア、及びその他の原料（結合剤、分散剤）を、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative example 7)
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, 99 mass% alumina aggregate, electrofused mullite, silica, chromia and other raw materials (binder, dispersant) are mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) Then, an amorphous refractory composition having a chemical composition shown in Table 2 was obtained.
（比較例８）
表１に示す化学組成の原料のうち、電融アルミナ、合成ジルコニア、及びクロミアを、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative example 8)
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, fused alumina, synthetic zirconia and chromia were mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) to obtain an indeterminate refractory composition of the chemical composition shown in Table 2. .
（比較例９）
表１に示す化学組成の原料のうち、電融アルミナ、合成ジルコニア、及びクロミアを、ミキサー（株式会社ヨータイ製）を用いて混合し、表２に示す化学組成の不定形耐火組成物を得た。
(Comparative example 9)
Among the raw materials of the chemical composition shown in Table 1, fused alumina, synthetic zirconia and chromia were mixed using a mixer (manufactured by Yotai Co., Ltd.) to obtain an indeterminate refractory composition of the chemical composition shown in Table 2. .
＜不定形耐火組成物の化学組成の測定方法＞
実施例１〜４、及び比較例１〜９の不定形耐火組成物の化学組成の測定方法としては、蛍光Ｘ線分析装置Ｓｕｐｅｒｍｉｎｉ２００（株式会社リガク製）により行った。
<Method of measuring chemical composition of unshaped refractory composition>
As a method of measuring the chemical composition of the indeterminate shaped refractory compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9, a fluorescent X-ray analyzer Supermini 200 (manufactured by Rigaku Corporation) was used.
（回転侵食試験）
実施例１〜４、及び比較例１〜９の各不定形耐火組成物と、水を混練し、２８ｍｍ×２３０ｍｍ、厚み５０ｍｍの成形体として成形後、２４時間養生し、１１０℃の乾燥機で２４時間乾燥して不定形耐火物を作製した。作製した前記不定形耐火物を張り合わせ、ミニロータリーキルン炉を作製した。前記ミニロータリーキルン炉内に下記の表３に示す組成の、廃棄物の燃え殻を１時間おきにスコップ１杯（およそ１００ｇ〜２００ｇ）入れ、１，６００℃で２０時間、実際に回転させて試験を行った。以下のようにして、前記不定形耐火物の溶損した厚みと浸透した厚みを評価した。結果を表４に示した。
(Rotation test)
Each of the monolithic refractory compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9 is kneaded with water, molded as a 28 mm × 230 mm, 50 mm thick molded body, aged for 24 hours, and dried at 110 ° C. It dried for 24 hours and produced the monolithic refractory. The prepared monolithic refractories were laminated to prepare a mini rotary kiln furnace. The waste cinders of the composition shown in Table 3 below are put into a scoop (approximately 100 g to 200 g) every one hour in the mini rotary kiln furnace, and actually rotated for 20 hours at 1,600 ° C. went. The melted thickness and the infiltrated thickness of the monolithic refractory were evaluated as follows. The results are shown in Table 4.
＜溶損及び浸透の測定方法＞
実施例１〜４、及び比較例１〜９の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物の溶損の測定方法は、前記不定形耐火物を３箇所で切断し、それぞれの切断面の厚みが５０ｍｍからどれだけ減っているかをスケールにより目視で計り、平均値を求めた。
実施例１〜４、及び比較例１〜９の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物の浸透の測定方法は、前記不定形耐火物の切断面に水をかけ、溶融面から水が弾かれず、染み込むようになる部分までの距離をスケールで測定して求めた。
<Method of measuring dissolution and penetration>
The method for measuring the erosion of an indeterminate refractory made of the indeterminate refractory composition of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9 is to cut the indeterminate refractory at three points, and to measure the thickness of each cut surface The scale was used to visually measure how much the value of 50 mm decreased from 50 mm, and the average value was determined.
In the method of measuring the penetration of the monolithic refractories made of the monolithic refractory composition of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9, water is applied to the cut surface of the monolithic refractory and the water is elastic from the molten surface The distance to the part to which it does not penetrate, but to soak in was measured and calculated with the scale.
表４に示すとおり、施工後の実施例１〜４の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物は、いずれも溶損が３．１ｍｍから３．２ｍｍ、浸透が９．６ｍｍから１３．１ｍｍの範囲内であった。電融ムライトを用いない実施例３が実施例１〜２、及び４よりも、やや浸透に弱いが、実用時に問題はなく電融ムライトを用いた場合に近い耐浸透効果を得ることができる結果であったと共に、いずれも十分溶損に強いという結果であった。即ち、実施例１〜４の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物は、いずれも耐浸透性及び優れた耐溶損性を得られていることがわかった。 As shown in Table 4, as for the monolithic refractories which consist of a monolithic refractory composition of Examples 1-4 after construction, in any case, the erosion is 3.1 mm to 3.2 mm, and the penetration is 9.6 mm to 13.1 mm. Within the range of Although Example 3 which does not use electrofusion mullite is a little weak to penetration than Examples 1-2, and 4, there is no problem at the time of practical use, and the result which can obtain the penetration resistance effect similar to the case where electrofusion mullite is used The result was that both were sufficiently resistant to dissolution. That is, it was found that the monolithic refractories made of the monolithic refractory composition of Examples 1 to 4 were all able to obtain penetration resistance and excellent erosion resistance.
一方、表４に示すとおり、施工後の比較例１〜９の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物は、いずれも溶損が４．０ｍｍから３６．０ｍｍ、浸透が０．１ｍｍから１５．８ｍｍに分散しており、いずれも実施例１〜４に比べて溶損に弱いという結果であった。また、比較例６に示すように、共融点の高いアルミナを増やしても十分な耐溶損性を得ることができず、かえって浸透に弱くなってしまった。また、クロミアの含有量を変化させても、耐溶損性について問題はなかったが、施工性に問題があった。いずれの比較例も、耐溶損性及び耐浸透性の両方に優れたものではなかった。 On the other hand, as shown in Table 4, the monolithic refractories made of the monolithic refractory composition of Comparative Examples 1 to 9 after construction all have a melting loss of 4.0 mm to 36.0 mm and a penetration of 0.1 mm to 15 It disperse | distributed to .8 mm, and it was a result that all were weak to melting loss compared with Examples 1-4. Further, as shown in Comparative Example 6, even if alumina having a high eutectic point was increased, sufficient erosion resistance could not be obtained, and it was rather weak to permeation. In addition, although there was no problem in the erosion resistance even if the chromia content was changed, there was a problem in the workability. None of the comparative examples was excellent in both the corrosion resistance and the permeation resistance.
（実炉試験）
実施例１〜４、及び比較例２の不定形耐火組成物と、水を混練し、ロータリーキルン炉の出口８ｍの内壁に、厚み２８０ｍｍの成形体として分割して成形した後に焼成（１０時間かけて２００℃まで昇温し、１２時間保温したのち、１８時間かけて３００℃まで昇温し、これを１０時間保温後、更に１０時間かけて６００℃まで昇温して、８時間保温した）し、前記ロータリーキルン炉の内壁に不定形耐火物を形成した施工をした。前記ロータリーキルン炉内に下記の表５に示す組成の廃棄物を平均して毎時１６．４トンのペースで投入し、キルン出口付近の雰囲気温度を９００℃から１，２００℃程度で管理しながら、９８．６日間実際に操業させながら試験を行った。不定形耐火物の一部をボーリング採取後、上記と同様にして、ロータリーキルン炉の入口から１３ｍの距離の場所の溶損した厚みと浸透した厚みを評価した。結果を表７に示した。
(Actual furnace test)
Water is kneaded with the unshaped refractory composition of Examples 1 to 4 and Comparative Example 2 and divided into a molded body having a thickness of 280 mm on the inner wall of the outlet 8 m of a rotary kiln furnace and then sintered (taken over 10 hours The temperature was raised to 200 ° C., kept warm for 12 hours, then raised to 300 ° C. for 18 hours, kept warm for 10 hours, further raised to 600 ° C. for 10 hours, kept warm for 8 hours) The installation was performed by forming an indeterminate refractory on the inner wall of the rotary kiln furnace. Wastes of the composition shown in Table 5 below are averaged and introduced into the rotary kiln at a pace of 16.4 tons per hour, and the atmosphere temperature near the kiln outlet is controlled at about 900 ° C. to 1,200 ° C. The test was conducted while actually operating for 98.6 days. After boring a part of the monolithic refractory, in the same manner as described above, the melted thickness and the infiltrated thickness were evaluated at a distance of 13 m from the inlet of the rotary kiln. The results are shown in Table 7.
表６に示すように、施工後の比較例２の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物に比べ、施工後の実施例１〜４の不定形耐火組成物からなる不定形耐火物のほうが、明らかに耐溶損性が高いことがわかる。 As shown in Table 6, in comparison with the monolithic refractory consisting of the monolithic refractory composition of Comparative Example 2 after construction, the monolithic refractory consisting of the monolithic refractory composition of Examples 1 to 4 after construction is more It is clear that the resistance to melting is clearly high.
Claims (7)
前記アルミナとしては、アルミナ含有量が９９質量％以上のアルミナ粒子を含むことを特徴とする不定形耐火組成物。 An indefinitely shaped fire resistant composition containing 78% by mass to 83% by mass of alumina, 3% to 7% by mass of silica, 8% to 12% by mass of chromia and 2% to 4% by mass of zirconia in chemical composition A composition,
A monolithic refractory composition comprising, as the alumina, alumina particles having an alumina content of 99% by mass or more.
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